化工热力学（冯新等编）2009.3课后部分习题解答 QQ：502778708
273.15K0.43MPa饱和液氨①273.15K0.43MPa气氨②273.15K0.43MPa理想气氨③300K1.013MPa理想气氨 ④300K1.013MPa气氨
① 273K，0.43MPa下液氨汽化
-1-1?HV?21432 kJ?kmol-1 ?SV?78.462 kJ?kmol?K
② 273K，0.43MPa下真实气体转变成理想气体 查表知，Tc=405.6K, Pc=11.28MPa，ω=0.250 ③ 273K，0.43MPa下理想气体变化为300K，1.013MPa的理想气体 ④ 300K，1.013MPa的理想气体变化为300K，1.013MPa的真实气体故 H= H??(HRd01?)H(R2?)?HV??Hi?28370? kJ-1k mS= Sid-10?(?SR1)?(SR2)??SV??S?143.1 kJ?kmol-1?K
(2) 同理可求出30.4MPa，500 K气氨的焓和熵。
过程①和②的结果与上述相同
H= H0?(?HR1)?(HR2)??HV??Hid?21323 kJ?kmol-1
S= S0?(?SR1)?(SR2)??SidV??S?122.466 kJ?kmol-1?K-1
习 题 四 溶液热力学性质的计算
一、是否题
4-1 对于理想溶液的某一容量性质M，则Mi?Mi。 解：否
4-2 在常温、常压下，将10cm3的液体水与20 cm3的液体甲醇混合后，其总体积为4-3 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的温度、压力、否
4-4 对于二元混合物系统，当在某浓度范围内组分2符合Henry规则，则在相同的浓度范围内组分Lewis-Randall规则。 解：是
4-5 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。解：是 4-6 理想气体混合物就是一种理想溶液。 解：是
4-7 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。 解：否 4-8 对于理想溶液所有的超额性质均为零。 解：否 4-9 理想溶液中所有组分的活度系数为零。 解：否
4-10 系统混合过程的性质变化与该系统相应的超额性质是相同的。 解：否 4-11理想溶液在全浓度范围内，每个组分均遵守Lewis-Randall定则。 解：否4-12 对理想溶液具有负偏差的系统中，各组分活度系数?i均 大于1。 解：否4-13 Wilson方程是工程设计中应用最广泛的描述活度系数的方程。但它不适用于液液部分互溶系统。4-15 在25℃，1atm以下，含组分1与组分2的二元溶液的焓可以由下式表示：H式中H 单位为cal?mol-1，x1、x2分别为组分1、2的摩尔分数，求 (1) 用x1表示的偏摩尔焓H1和H2的表达式；
2010年3月6日星期六 l 30 cm3。 Gibbs自由能的值不变。90x1?50x2 解：否
解：
1符合
解：是x1x2（?6x1?9x2） 道在中国
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o 焓、
?? 化工热力学（冯新等编）2009.3课后部分习题解答 QQ：502778708
(2) 组分1与2在纯状态时的H1、H2；
(3) 组分1与2在无限稀释溶液的偏摩尔焓H?、H?12；
(4) ΔH的表达式；
(5) x1=0.5 的溶液中的H1和H2值及溶液的?H值。 解：（1） H?90x1?50x2?x1（x2?6x1?9） x2?90x1?50?1?x1??x1?1?x1???6x1?9?1?x1????50?49x1?12x2?3x3
11dH?d50?49x2dxdx?1?12x1?3x31? 11?49?24x21?9x1 H1?H??1?xdH1?dx1?50?49x231?12x1?3x1??1?x1??49?24x21?9x1? ?99?24x31?21x21?6x1H?H?xdH21dx1?50?49x21?12x1?3x31?x1?49?24x1?9x21? ?50?12x21?6x31(2) H21?limxH?lim50?49x1?12x1?3x31?90cal?mol?1?376.56mol?1
1?1x1?1??J?
H2?limH?lim?50?49x2?11?12x1?3x31??50cal?mol?20.92J?mol?1x
2?1x1?0 (3)
H?1?limx1?0H1?limx2?1?99?24x1?21x21?6x31??99cal?mol?1?414.22J?mol?1H?2?limH2?lim?50?12x231?6x1??56cal?mol?1?234.30J?mol?1xx
2?01?1(4) ?H?H??x1H1?x2H2?
??x1H1?x2H2???x1H1?x2H2??x1?H1?H2??H2?x1?H1?H2??H2?x1?99?24x1?21x231?6x1?50?12x21?6x31??50?12x21?6x31?x1?90?50??50?9x1?12x21?3x31?3x?213?4x1?x1?2010年3月6日星期六 6
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(5) 当x1?0.5时，
3 H1?99?24x1?21x12?6x11?1??1??99?24??21????6???2?2??2??91.5cal?mol?1?384.84J?mol?123
H2?50?12x12?6x13?1??1??50?12????6????2??2? =52.25cal?mol?1?218.61J?mol?1?1??1??H?9?0.5?12????3????2??2? ?1.875cal?mol?1?7.845J?mol?14-17 酒窑中装有10m3 的96%(wt)的酒精溶液，欲将其配成65%的浓度，问需加水多少? 能得到多少体积的65%
的酒精? 设大气的温度保持恒定，并已知下列数据
酒精浓度(wt) %
96 65
解：
2323V水 cm3?mol-1
14.61 17.11
V乙醇 cm3?mol-1
58.01 56.58
设加入水为W克，溶液最终的总体积Vcm3；原来有nW和nE摩尔的水和乙醇，则有
?10?nWVW?nEVE?14.61nW?58.01nE?W?'W??'?V??n?V?nV?n??W?W?W?17.11?nE56.58EE?18?18???? ?nW?184??n?4696?E?nW?18?W35?n?46?65E?解方程组得结果：V?13.46m,W?3830kg
4-18 如果在T、p恒定时，某二元系统中组分（1）的偏摩尔自由焓符合G1?G1?RTlnx1，则组分（2）应符合方程式G23?G2?RTlnx2。其中，G1、G2是T、p下纯组分摩尔Gibbs自由能，x1、x2是摩尔分率。
解：在T、P一定的条件下，由Gibbs-Duhem方程知
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x1dG1?x2dG2?0
由G1?G1?RTlnx1，考虑到T、p一定条件下的G1是一个常数， dG1?RTdlnx1 所以
dG?x?2???1?dG?x?12 ????x1?x?RTdlnx?1
2?????x1??x?RT12?xdx11??1xRTdx1
2?RTdlnx2从x2?1、G2?G2至任意的x2、G2积分上式得
G2?G2?RTlnx2
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